放射性的衰变概述.ppt

第十章原子核物理 掌握：衰变定律、衰变常数、半衰期、放射性活 度、带电粒子与物质的相互作用 熟悉：电离比值 放射性核衰变类型 了解：β能谱 放射平衡 放射性核素在医学上 的应用、放射性核素的探测和成象 二、射程和吸收规律 1.射程 空气对α射线的吸收曲线 * §1 原子核衰变 一、原子核的组成 同一种元素可具有不同原子核：如天然 存在的铀元素，有中子数分别为142、143、 146三种原子核。 1.核素(nuclide) ——具有一定中子数、质子数和一定能量状 态的原子核 符号表示： 元素符号 电荷数Z(质子数) 质量数＝Z(质子数)＋N(中子数) 2.同位素(isotope) ——电荷数相同质量数不同的核素 例： （氕） （氘） （氚） 3.同质异能素(isomer) ——电荷数和质量数相同但能量状态不同 的核素 例： （以m表示原子核处于寿命较长能级较 高的激发态） 二、核的稳定性 中等质量的核的核子平均结合能比轻核和 重核都大，因此中等核最稳定。 最常见的稳定核的中子-质子图 Z 20 N / Z ≈ 1 Z 20 N / Z≈ 1.5 Z=82的铅(Pb)以后，天然存在的核素都具有放射性。 表10-2 稳定核素数目与核子奇偶性关系 4 奇 奇 50 偶 奇 57 奇 偶 163 偶 偶 稳定核数 N Z 三、放射性核素的衰变类型 核衰变——原子核自发地放射某种射线而转 变成其它核素 如： 天然放射性核素 从反应堆和加速器 产生的放射性核素 1. ?衰变 母核 子核 α粒子 粒子飞出的动能 例： 2. ?衰变和电子俘获(electron capture-EC) ?衰变位移法则： 例： β+粒子 中微子 β－粒子 反中微子 EC位移法则： 例： 核如果因质子过多而不稳定时，除通过 ?+ 衰变 来调整外，还可以以电子俘获(electron capture-EC) 3. 跃迁和内转换 ——核从高能态向低能态跃迁放出 光 子的过程 内转换(internal conversion) ——核从高能态向低能态跃迁将能量 传递给核外电子的过程 原子核激发态的寿命通常是非常短的， 大约在10-13秒内就完全衰变到基态。因此这 些 ? 光子和内转换电子可以看成是伴随 ? 或 ? 粒子发出的。 四、? 能谱 ? 能谱—连续谱 E0/3处的粒子最多 平均能量接近E0/3 §2 放射性衰变规律 一、衰变定律和衰变常数 1.放射性衰变定律(law of radioactive decay) 设 t 时刻母体核数为N，dt 时间内衰减掉 核数dN，则 2. 衰变常数 单位：1/s （ 单位时间内衰变掉的母核数和该时刻存在 的母体核总数之比——每个原子核单位时 间内衰变的概率） λ是表征核衰变速度的物理量，其值 由核素本身决定 如： λ的大小决定了核衰变的快慢，λ越 大，衰变越快；反之，则越慢 2. 半衰期(half-life) ——放射性核数衰减一半所需的时间T 衰变定律半衰期表达式 三、平均寿命 衰变定律曲线 的半衰期 T = 5.27年,其衰变常数 ? = ,平均寿命 ? = . 7.59年 0.132/年 四、放射性活度(radioactivity) ——放射源在单位时间内发生衰变的核 数，也称放射性强度 单位：贝克勒尔 1Bq=1s-1 （每秒有一个核衰变） 居里 1ci=3.7×1010 Bq 毫居里 1mci=3.7×107 Bq 【例】放射性物质中有两种放射性核素，T1 为一天，T2为8天，刚开始时A01为A02的128倍， 经过多少时间A1和A2相等？ 【解】 五、放射平衡 母体核 子体核